KR20220013292A - 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20220013292A
KR20220013292A KR1020200180813A KR20200180813A KR20220013292A KR 20220013292 A KR20220013292 A KR 20220013292A KR 1020200180813 A KR1020200180813 A KR 1020200180813A KR 20200180813 A KR20200180813 A KR 20200180813A KR 20220013292 A KR20220013292 A KR 20220013292A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substituted
unsubstituted
carbon atoms
compound
light emitting
Prior art date
Application number
KR1020200180813A
Other languages
English (en)
Inventor
오형윤
허혜진
웨이팅웨이
천지콴
김강익
Original Assignee
주식회사 로오딘
닝보 루밀란 어드밴스트 머티리얼스 컴퍼니 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 로오딘, 닝보 루밀란 어드밴스트 머티리얼스 컴퍼니 리미티드 filed Critical 주식회사 로오딘
Publication of KR20220013292A publication Critical patent/KR20220013292A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/54—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to two or three six-membered aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/57—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton
    • C07C211/61—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton with at least one of the condensed ring systems formed by three or more rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/57—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C217/00—Compounds containing amino and etherified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C217/78—Compounds containing amino and etherified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton having amino groups and etherified hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the same carbon skeleton
    • C07C217/94—Compounds containing amino and etherified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton having amino groups and etherified hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the same carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems and etherified hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the same carbon skeleton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D213/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/04—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D213/60—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D213/72—Nitrogen atoms
    • C07D213/74—Amino or imino radicals substituted by hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D265/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one nitrogen atom and one oxygen atom as the only ring hetero atoms
    • C07D265/28—1,4-Oxazines; Hydrogenated 1,4-oxazines
    • C07D265/34—1,4-Oxazines; Hydrogenated 1,4-oxazines condensed with carbocyclic rings
    • C07D265/38—[b, e]-condensed with two six-membered rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/77—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D307/91—Dibenzofurans; Hydrogenated dibenzofurans
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/50—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D333/76—Dibenzothiophenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/04—Ortho-condensed systems
    • C07D491/044—Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring
    • C07D491/048—Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring the oxygen-containing ring being five-membered
    • H01L51/0052—
    • H01L51/0059—
    • H01L51/0069—
    • H01L51/0071—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/625—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing at least one aromatic ring having 7 or more carbon atoms, e.g. azulene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/626—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing more than one polycyclic condensed aromatic rings, e.g. bis-anthracene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/656—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising two or more different heteroatoms per ring
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2603/00—Systems containing at least three condensed rings
    • C07C2603/02—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems
    • C07C2603/04—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings
    • C07C2603/06—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing at least one ring with less than six ring members
    • C07C2603/10—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing at least one ring with less than six ring members containing five-membered rings
    • C07C2603/12—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing at least one ring with less than six ring members containing five-membered rings only one five-membered ring
    • C07C2603/18—Fluorenes; Hydrogenated fluorenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2603/00—Systems containing at least three condensed rings
    • C07C2603/93—Spiro compounds
    • C07C2603/94—Spiro compounds containing "free" spiro atoms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자가 제공된다.

Description

신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{NOVEL COMPOUNDS AND ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE}
신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
최근 표시장치의 크기가 커짐에 따라 작은 공간을 차지하는 표시장치 소자에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 표시장치 소자로서 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)를 포함하는 유기 발광 표시장치 기술 분야가 급속도로 발전하고 있다.
OLED는 양극과 음극 사이에 형성된 발광층에 정공 주입 전극 (양극) 및 전자 주입 전극 (음극)에 기인한 정공과 전자를 주입하여 발생한 정공과 전자의 쌍의 소멸의 통해 빛을 방출한다. 플라스틱과 같은 플렉서플 투명 기판으로의 형성이 가능한 OLED는 저전압 구동이 가능하고, 전력소모가 비교적 낮으며, 색재생이 우수하다.
본 발명의 일 구현예는 개선된 구동 전압 특성, 발광 효율, 및 휘도 및 장수명을 갖는 유기 발광 소자를 구현할 수 있는 신규한 화합물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 신규한 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
<화학식 1>
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 표시된 화학식 2로 표시되는 기이고,
하기 화학식 2로 표시되는 기가 아닌 R1 내지 R4 및 R5 내지 R18은, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬; 치환 또는 비치환된, 적어도 하나의 메틸렌이 직접 인접하지 않도록 O 또는 S로 치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐; 치환 또는 비치환된, 적어도 하나의 메틸렌이 직접 인접하지 않도록 O 또는 S로 치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알키닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아릴알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로-시클로알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로-알케닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시;이고, 단, R9 내지 R18이 질소가 포함된 CN 또는 나이트릴가 아니고, 하기 화학식 2로 표시되는 기가 아닌 R1 내지 R4 및 R5 내지 R18 중 인접한 두 개는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고,
R9 내지 R18 모두가 수소인 경우는 배제된다.
<화학식 2>
Figure pat00002
상기 화학식 2에서,
Ar1 및 Ar2는, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로아릴이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 애노드 (anode) 및 캐소드 (cathode) 사이에 위치하는 1층 이상의 유기층을 포함하는 유기 발광 소자이고, 상기 유기층은 제1항에 따른 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 유기 발광 소자를 포함하는 제품을 제공한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자용 재료로 적용되어, 개선된 구동 전압 특성, 발광 효율, 및 휘도 및 장수명을 갖는 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서, 둘 이상의 기를 동시에 정의하는 경우, 동시에 정의되는 각각의 기는 별도의 언급이 없어도 서로 독립적으로 정의된다. 따라서, 동시에 정의되는 둘 이상의 기는 서로 같거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 '치환'된 경우는 별도의 정의가 없는 한, 치환기에 의해 수소 원자가 치환된 것을 의미한다. 즉, 수소의 위치는 치환기로 치환될 수 있는 한 특정 위치로 한정되지 않는다. 둘 이상의 치환기가 발생할 때, 둘 이상의 치환기는 같거나 상이하다.
상기 수소를 치환하는 치환기는, 예를 들어, 중수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬, 탄소수 1 내지 20의 알콕시, 할로겐, 시아노, 카르보닐, 아미노, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노, 니트로, 탄소수 1 내지 20의 알킬 실릴, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬 실릴, 탄소수 6 내지 30의 아릴 실릴, 탄소수 6 내지 30의 아릴, 탄소수 6 내지 20의 아릴 아미노, 탄소수 1 내지 30의 헤테로아릴, 적어도 하나의 메틸렌이 직접 인접하지 않도록 O 또는 S로 치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 '알킬'은 직쇄알킬, 분지쇄알킬, 사이클로알킬을 포함하는 모든 알킬을 의미한다.
본 명세서에서 '헤테로 방향족 고리', '헤테로아릴기' 등에서 사용된 용어 '헤테로'는, 달리 정의되지 않는 한, '방향족 고리', '아릴기' 등을 구성하는 탄소 원자 중 1개 이상, 예를 들어 1 내지 5개, 다른 예를 들어, 1 내지 4개, 또 다른 예를 들어, 1 내지 3개의 탄소 원자가 N, O, S 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택된 하나 이상의 헤테로 원자로 치환된 것을 의미한다.
본 명세서에서 치환기의 정의 중 "이들의 조합"이란 별도의 정의가 없는 한, 둘 이상의 1가 치환기가 복수 개 존재하거나, 둘 이상의 치환기가 직접 또는 연결기를 통해 결합되어 있거나, 둘 이상의 치환기가 축합하여 결합되어 있는 것을 의미한다.
본 발명의 일 구현예에서, 신규한 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
<화학식 1>
Figure pat00003
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 표시된 화학식 2로 표시되는 기이고,
하기 화학식 2로 표시되는 기가 아닌 R1 내지 R4 및 R5 내지 R18은, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬; 치환 또는 비치환된, 적어도 하나의 메틸렌이 직접 인접하지 않도록 O 또는 S로 치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐; 치환 또는 비치환된, 적어도 하나의 메틸렌이 직접 인접하지 않도록 O 또는 S로 치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알키닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아릴알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로-시클로알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로-알케닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시;이고, 단, R9 내지 R18이 질소가 포함된 CN 또는 나이트릴가 아니고, 하기 화학식 2로 표시되는 기가 아닌 R1 내지 R4 및 R5 내지 R18 중 인접한 두 개는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고,
R9 내지 R18 모두가 수소인 경우는 배제된다.
<화학식 2>
Figure pat00004
상기 화학식 2에서,
Ar1 및 Ar2는, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로아릴이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1a 또는 하기 화학식 1b로 표시될 수 있다.
<화학식 1a>
Figure pat00005
<화학식 1b>
Figure pat00006
상기 화학식 1a 및 상기 화학식 1b에서,
R9 내지 R18은, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬; 치환 또는 비치환된, 적어도 하나의 메틸렌이 직접 인접하지 않도록 O 또는 S로 치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐; 치환 또는 비치환된, 적어도 하나의 메틸렌이 직접 인접하지 않도록 O 또는 S로 치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알키닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아릴알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로-시클로알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로-알케닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시;이고, 단, R9 내지 R18이 질소가 포함된 CN 또는 나이트릴가 아니고, 상기 R9 내지 R18 중 인접한 두 개는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고,
R9 내지 R18이 모두 수소로 이루어진 군으로부터 선택된 경우는 배제되고,
Ar1 및 Ar2는, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 유기층의 재료로서 적용되어 유기 발광 소자의 효율을 높일 수 있다.
유기 발광 소자의 애노드에서 주입된 정공은 정공주입층과 정공수송층을 통하여 발광층에 도착하게 되고, 캐소드에서 주입된 전자는 전자 주입층과 전자 이동층을 통하여 발광층에 도달하게 된다. 발광층에서 주입된 정공과 전자가 만남으로 엑시톤을 형성하여 빛을 방출하게 된다. 그러나, 주입된 정공과 전자가 모두 발광층에서 만나는 것이 아니라 일부 전자와 정공은 발광에 참여하지 않고 누설되는 현상이 발생한다. 정공의 누설은 적당한 정공저지층을 발광층과 전자 수송층 사이에 삽입함으로 해결할 수 있으며, 전자의 누설 또한 적절한 전자 저지층을 정공수송층과 발광층 사이에 삽입함으로 해결할 수 있다. 하지만, 유기 발광 소자의 발광층에서 빛을 내는 물질로 사용되는 도펀트가 전자 보다는 정공을 강하게 트랩하는 특성이 있기 때문에 정공의 누설보다는 전자의 누설을 막는 것이 보다 효과적이다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층에서 엑시톤 형성에 기여하지 않으면서 정공수송층으로 누설되는 전자를 막아 주어 유기 발광 소자의 효율을 올리는 데 기여할 수 있다.
본 발명자들은 화학식 1로 표시되는 화합물의 스파이로 구조에서, 정공의 이동을 담당하는 HOMO의 파동 함수는 화학식 2의 구조가 결합된 쪽에, 그리고 전자의 이동을 담당하는 LUMO의 파동 함수는 벤조안트라센 쪽으로 분리가 되어 있음을 알아냈다. 상기 화학식 1의 화합물은 이와 같이 파동 함수의 분리되어 있음을 이용하여, HOMO와 LUMO의 에너지 준위를 상호 간섭을 최소화하면서 조정할 수 있는 구조이다.
Figure pat00007
상기 R9 내지 R18의 위치에 전자 주개를 도입함으로 LUMO에너지를 높여 전자 저지층으로 보다 효과적으로 작용할 수 있다. 누설 전류를 막기 위해서는 발광층의 LUMO보다 전자저지층의 LUMO가 높아야 하는 데 (진공 준위 (Vacuum level)에 가까워야 함) 상기 화학식 1의 구조에서 벤조안트라센기에 전자 주개를 도입함으로 HOMO의 준위보다 더 LUMO 준위 변화를 기대할 수 있다. 이는 누설 전자를 막는 효과가 있을 뿐만 아니라, 전자 주개 치환기는 벤조 안트라센간의 패킹 (Packing)을 막아서 전자 이동도를 떨어뜨림으로 전자가 발광층에 머무르도록 할 수 있다.
Figure pat00008
구체적으로, R9 내지 R18 중 적어도 하나는, 메틸, 에틸, 이소프로필, 터트-부틸, 페닐, 4-톨일, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 다이메틸아미노, 메틸에틸아미노, 다이에틸아미노, 다이페닐아미노 또는 페닐메틸아미노일 수 있다.
일 구현예에서, R11, R12, R14 및 R17의 적어도 하나는, 메틸, 에틸, 이소프로필, 터트-부틸, 메톡시, 페닐 또는 4-톨일일 수 있다. LUMO의 전자 밀도가 높은 영역인 R11, R12, R14 및 R17의 수소를 치환함으로 전기 화학적 안정성을 높일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 중 어느 하나의 화합물일 수 있다.
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공주입층, 정공수송층, 정공수송보조층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층의 물질 등으로 적용될 수 있다.
상기 화합물은 유기 발광 소자용 재료로 적용되어, 개선된 구동 전압 특성, 발광 효율, 및 휘도 및 장수명을 갖는 유기 발광 소자를 구현할 수 있고, 치환기에 따라 유기 발광 소자에서 요구되는 다양한 역할을 할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 애노드 (anode) 및 캐소드 (cathode) 사이에 위치하는 1층 이상의 유기층을 포함하는 유기 발광 소자이고, 상기 유기층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
상기 유기 발광 소자의 유기층에 포함되는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에 대한 상세한 설명은 전술한 바와 같다.
일 구현예에서, 상기 유기층은 필요한 용도에 따라서 적절히 정공주입층, 정공수송층, 정공수송보조층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 유기층에 포함되는 각 층들은 해당 층의 기능, 역할 또는 작용을 하는 물질로서 알려진 공지의 물질들을 포함할 수 있다.
상기 유기층에 포함되는, 정공주입층, 정공수송층, 정공수송보조층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 유기층은 정공수송층, 정공수송보조층, 발광층 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하고, 상기 정공수송층, 정공수송보조층, 발광층 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 즉, 상기 화합물을 포함하는 유기층은 정공수송층, 정공수송보조층, 발광층 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인
상기 유기 발광 소자는 알려진 공정을 이용한 제조 방법으로 제조될 수 있다. 이하, 예시적으로 상기 유기 발광 소자의 제조 방법을 설명한다. 먼저 기판 표면에 애노드용 물질을 통상적인 방법으로 코팅하여 애노드를 형성한다. 이때, 사용되는 기판은 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판 등을 사용할 수 있다. 또한, 애노드용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등이 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 애노드 표면에 정공주입층 물질을 통상적인 방법으로 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공주입층을 형성한다. 상기 정공주입층 물질로 알려진 공지의 물질의 예는, 구리프탈로시아닌(CuPc), 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)트리페닐아민(m-MTDATA), 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)페녹시벤젠(m-MTDAPB), 스타버스트(starburst)형 아민류인 4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민(TCTA), 4,4',4"-트리스(N-(2-나프틸)-N-페닐아미노)-트리페닐아민(2-TNATA) 또는 이데미츠사(Idemitsu)에서 구입가능한 IDE406 등을 포함할 수 있다.
상기 정공주입층 표면에 정공수송층 물질을 통상적인 방법으로 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공수송층을 형성한다. 상기 정공수송층 물질로 알려진 공지의 물질의 예는 비스(N-(1-나프틸-n-페닐))벤지딘(α-NPD), N,N'-다이(나프탈렌-1-일)-N,N'-바이페닐-벤지딘(NPB) 또는 N,N'-바이페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'-바이페닐-4,4'-다이아민(TPD) 등을 포함할 수 있다.
선택적으로는, 상기 정공수송층과 상기 발광층 사이에 정공수송보조층을 추가로 형성할 수 있다.
상기 정공수송보조층 물질로 알려진 공지의 물질의 예는 TCTA, 트리스[4-(디에틸아미노)페닐]아민(tris[4-(diethylamino)phenyl]amine), N-(바이페닐-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민, 트리-p-톨릴아민(tri-p-tolylamine), 1,1-비스(4-(N,N-디(p-톨릴)아미노)페닐)사이클로헥산(1,1-bis(4-(N,N'-di(ptolyl)amino)phenyl)cyclohexane; TAPC), MTDATA, mCP, mCBP, CuPC, N,N'-비스[4-[비스(3-메틸페닐)아미노]페닐]-N,N'-디페닐-[1,1'-바이페닐]-4,4'-디아민(N,N'-bis[4-[bis(3-methylphenyl)amino]phenyl]-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine; DNTPD), TDAPB 등을 포함할 수 있다.
상기 정공수송층 표면에 발광층 물질을 통상적인 방법으로 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 발광층을 형성할 수 있다.
발광층이 적색인 경우, 예를 들어, CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium), PtOEP(octaethylporphyrin platinum) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 도펀트를 포함하는 인광 물질을 포함할 수 있거나, 또는 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 페릴렌(Perylene)을 포함하는 형광 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
발광층이 녹색인 경우, 예를 들어, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광 물질을 포함할 수 있거나, 또는, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
발광층이 청색인 경우, 예를 들어, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, (4,6-F2ppy)2Irpic을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광 물질을 포함할 수 있거나, 또는, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 형광 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 발광층 표면에 전자수송층 물질을 통상적인 방법으로 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 전자수송층을 형성한다. 상기 전자수송층 물질로서 알려진 공지의 물질의 예는, PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), spiro-PBD, TPBi(2,2',2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole), 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole), 벤즈티아졸(benzthiazole) 등을 포함할 수 있다.
상기 전자수송층 표면에 전자주입층 물질을 통상적인 방법으로 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 전자주입층을 형성한다. 상기 전자주입층 물질로서 알려진 공지의 물질의 예는 LiF, Liq, Li2O, BaO, NaCl, CsF 등을 포함할 수 있다.
상기 전자주입층 표면에 캐소드용 물질을 통상적인 방법으로 진공 열증착하여 캐소드를 형성한다.
상기 캐소드용 물질로 알려진 공지의 물질의 예는 리튬(Li), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등을 포함할 수 있다. 또한, 전면 발광 유기 발광 소자의 경우 산화인듐주석(ITO) 또는 산화인듐아연(IZO)를 사용하여 빛이 투과할 수 있는 투명한 캐소드를 형성할 수도 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 이용하여 상기 유기층을 형성할 경우 또한 진공 열증착 또는 스핀 코팅 방법에 의할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 이용하는 상기 유기 발광 소자를 포함하는 제품을 제공한다.
상기 제품은 광전자기기, 의약, 바이오테크, 섬유, 조명기기, 전자 사진 광수용기, 광전 변환기,　유기　태양 전지, 스위칭 소자,　유기　발광　전계 효과 트랜지스터, 이미지 센서 또는 색소 레이저 분야 등의 다양한 분야에 적용될 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
이하, 실시예 및 비교예에 따른 화합물이 하기와 같이 합성된다. 그러나, 본 발명의 화합물들의 합성 방법이 하기 예시된 방법으로 한정되지 않는다.
합성예 1
<반응식 1>
Figure pat00015
질소 기류하에서 500 mL 플라스크에 화합물 1-A (9.42 g, 20.5 mmol), 화합물 1-B (6.59 g, 20.5 mmol), 소듐 터트 부톡사이드 (3.94 g, 41.0 mmol) 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) (0.38 g, 0.4 mmol), 50% 트리-터트-부틸포스핀 용액 (0.38 mL, 1.6 mmol)과 톨루엔 100 mL를 넣고 교반하며 환류시 켰다.
반응액을 실온까지 냉각시키고 에틸아세테이트와 물을 이용하여 유기층을 추출하였다. 추출한 유기층의 용매를 MgSO4로 건조한 후, 여과하였다. 여액을 감압 농축시킨 후, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (DCM/Hexane) 방법을 이용하여 정제하였다. 이 후 DCM/Acetone 혼합 용매로 재결정 정제하여, 상기 화합물 1을 70% 수율로 10.04 g 얻었다.
MS (MALDI-TOF) m/z: 699[M]+
합성예 2
<반응식 2>
Figure pat00016
화합물 1-A 대신 화합물 2-A를 화합물 1-B 대신 화합물 2-B를 사용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 합성, 상기 화합물 2를 68% 수율로 10.15 g 얻었다.
MS (MALDI-TOF) m/z : 727[M]+
합성예 3
<반응식 3>
Figure pat00017
화합물 1-A 대신 화합물 3-A를 화합물 1-B 대신 화합물 3-B를 사용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 합성, 상기 화합물 3을 75% 수율로 10.33 g 얻었다.
MS (MALDI-TOF) m/z : 699[M]+
합성예 4
<반응식 4>
Figure pat00018
화합물 1-A 대신 화합물 4-A를 화합물 1-B 대신 화합물 4-B를 사용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 합성, 상기 화합물 4를 70% 수율로 10.65 g 얻었다.
MS (MALDI-TOF) m/z: 741[M]+
합성예 5
<반응식 5>
Figure pat00019
화합물 1-A 대신 화합물 5-A를 화합물 1-B 대신 화합물 5-B를 사용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 합성, 상기 화합물 5를 71% 수율로 11.09 g 얻었다.
MS (MALDI-TOF) m/z: 761[M]+
합성예 6
<반응식 6>
Figure pat00020
화합물 1-A 대신 화합물 2-A를 화합물 1-B 대신 화합물 2-B를 사용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 합성, 상기 화합물 6를 73% 수율로 11.40 g 얻었다.
MS (MALDI-TOF) m/z: 761[M]+
합성예 7
<반응식 7>
Figure pat00021
화합물 1-A 대신 화합물 7-A를 화합물 1-B 대신 화합물 7-B를 사용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 합성, 상기 화합물 7를 69% 수율로 10.47 g 얻었다.
MS (MALDI-TOF) m/z: 739[M]+
합성예 8
<반응식 8>
Figure pat00022
화합물 1-A 대신 화합물 8-A를 화합물 1-B 대신 화합물 8-B를 사용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 합성, 상기 화합물 8를 67% 수율로 10.47 g 얻었다.
MS (MALDI-TOF) m/z: 782[M]+
합성예 9
<반응식 9>
Figure pat00023
화합물 1-A 대신 화합물 9-A를 화합물 1-B 대신 화합물 9-B를 사용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 합성, 상기 화합물 9를 71% 수율로 11.00 g 얻었다.
MS (MALDI-TOF) m/z: 755[M]+
합성예 10
<반응식 10>
Figure pat00024
화합물 1-A 대신 화합물 10-A를 화합물 1-B 대신 화합물 10-B를 사용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 합성, 상기 화합물 10를 70% 수율로 10.62 g 얻었다.
MS (MALDI-TOF) m/z: 739[M]+
합성예 11
<반응식 11>
Figure pat00025
화합물 1-A 대신 화합물 11-A를 화합물 1-B 대신 화합물 11-B를 사용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 합성, 상기 화합물 11를 73% 수율로 11.07g 얻었다.
MS (MALDI-TOF) m/z: 739[M]+
실시예 1
발광면적 2x2cm2으로 패턴화 된 인듐 주석 산화물 (ITO)-코팅 된 유리 기판을 세정 건조 후, 산소 플라즈마 (150 W, 5 min, 4x10-2 torr)로 처리하였다. 이 후 3x10-6 torr 이하의 진공 중에서 순차적으로 각 기능층을 진공증착하여 OLED 소자를 제작하였다. 전처리가 끝난 ITO anode 상에 정공주입층 (HIL)으로 1,4,5,8,9,11-헥사아자트리페닐렌 헥사카보니트릴 (1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile; HAT-CN)을 10nm 두께로 증착하고 그 위에 정공수송층 (HTL)으로서 4,4’-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐 (4,4’-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl; NPB)을 60 nm 두께로 증착시켰다. 이어서, 상기 정공수송층 상에 상기 합성된 화합물 1을 95 nm 두께로 진공 증착하여 정공수송보조층을 형성한 후, 적색 발광층 (EML)으로 CBP를 호스트로, (piq)2Ir(acac)를 5wt% 농도 도펀트하여 30nm 공증착하였다. 전자 수송층 (ETL)으로서, 2-(4-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸 (2-(4-(9,10-di(naphthalen-2-yl)anthracen-2-yl)phenyl)-1-phenyl-1H-benzo[d]imidazole (ET1))을 35nm 그 위에 형성한 후 LiF (0.5nm) 및 Al (100nm)을 각각 전자 주입층 (EIL) 및 캐소드로서 성막하였다. 이후, 질소분위기에서 UV 경화형 접착제로 흡착제 (getter)를 포함한 씰 캡 (seal cap)을 합착하여 대기 중의 산소나 수분으로부터 유기 발광 소자를 보호할 수 있게 하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
제작된 소자를 정전류 10mA/cm2에서 전기광학적 특성을 측정하고 정전류 20mA/cm2를 인가하여 수명 특성을 측정하였다.
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
실시예 2 내지 6
정공수송보조층으로서 화합물 1 대신 화합물 2, 3, 4, 5 또는 6을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 1 내지 2
정공수송보조층으로서 화합물 1 대신 화합물 A 또는 NPB를 사용한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
<화합물 A>
Figure pat00031
Figure pat00032
실시예 7
발광면적 2x2cm2으로 패턴화 된 인듐 주석 산화물 (ITO)-코팅 된 유리 기판을 세정 건조 후, 산소 플라즈마 (150 W, 5 min, 4x10-2 torr)로 처리하였다. 이 후 3x10-6 torr 이하의 진공 중에서 순차적으로 각 기능층을 진공증착하여 OLED 소자를 제작하였다. 전처리가 끝난 ITO anode 상에 정공주입층 (HIL)으로 1,4,5,8,9,11-헥사아자트리페닐렌 헥사카보니트릴 (1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile; HAT-CN)을 10nm 두께로 증착하고 그 위에 정공수송층 (HTL)으로서 화합물 7을 60 nm 두께로 증착시켰다. 이어서, 상기 정공수송층 상에 N,N-디([1,1'-비페닐]-4-일)-4'-(9H-카바졸-9-일)-[1,1'-비페닐]-4-아민 (N,N-di([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4'-(9H-carbazol-9-yl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine (EB1))을 20nm 두께로 진공착하여 정공수송보조층을 형성한 후, 청색 발광층(EML)으로 9,10-디(2-나프틸)안트라센 (9,10-Di(2-naphthyl)anthracene (BH))을 호스트로, 5wt% N,N-비스(디벤조[b,d]퓨란-4-일)-N,N-디-m-톨일파이렌-1,6-디아민 (N,N-bis(dibenzo[b,d]furan-4-yl)-N,N-di-m-tolylpyrene-1,6-diamine (BD))을 도판트로 하여 25nm 두께로 형성하였다. 전자수송층 (ETL)으로서, 2-(4-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸 (2-(4-(9,10-di(naphthalen-2-yl)anthracen-2-yl)phenyl)-1-phenyl-1H-benzo[d]imidazole (ET1))을 35nm 그 위에 형성한 후 LiF (0.5nm) 및 Al (100nm)을 각각 전자주입층 (EIL) 및 캐소드로서 성막하였다. 이후, 질소분위기에서 UV 경화형 접착제로 흡착제 (getter)를 포함한 씰 캡 (seal cap)을 합착하여 대기 중의 산소나 수분으로부터 유기 발광 소자를 보호할 수 있게 하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
제작된 소자를 정전류 10mA/cm2에서 전기광학적 특성을 측정하고 정전류 20mA/cm2를 인가하여 수명 특성을 측정하였다.
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
Figure pat00037
실시예 8
정공수송층으로서 화합물 7 대신 화합물 8을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 7과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 3 내지 4
정공수송층으로서 상기 화합물 7 대신 화합물 B, NPB를 사용한 점을 제외하고는, 실시예 7과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
<화합물 B>
Figure pat00038
Figure pat00039
<실험예 1: 정공수송보조층 포함 유기 발광 소자의 특성 분석>
이하 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에서 제조한 유기 발광 소자를 10mA/cm2 전류를 인가하여 전광특성을 측정하고 20mA/cm2 전류를 인가하여 수명 특성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 비교하여 나타냈다.
구분 정공수송보조층
화합물		 전압
(V)		 전류효율
(Cd/A)		 전력효율
(lm/W)		 수명 T95
(hrs)
실시예 1
Figure pat00040
 4.2 12.1 9.1 185
실시예 2
Figure pat00041
 4.5 12.5 8.7 205
실시예 3
Figure pat00042
 4.6 11.3 7.7 170
실시예 4
Figure pat00043
 4.3 11.8 8.6 165
실시예 5
Figure pat00044
 4.4 10.8 7.7 160
실시예 6
Figure pat00045
 4.2 10.2 7.2 145
비교예 1
Figure pat00046
 5.1 8.9 5.5 75
비교예 2 NPB 6.2 7.5 3.8 55
<실험예 2: 정공수송층 포함 유기 발광 소자의 특성 분석>
이하 실시예 7 내지 8 및 비교예 3내지 4에서 제조한 유기 발광 소자를 10mA/cm2 전류를 인가하여 전광특성을 측정하고 20mA/cm2 전류를 인가하여 수명 특성을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 비교하여 나타냈다.
구분 정공수송층 전압
(V)		 전류효율
(Cd/A)		 전력효율
(lm/W)		 수명 T95
(hrs)
실시예 7
Figure pat00047
 4.2 5.6 4.2 145
실시예 8
Figure pat00048
 4.1 5.5 4.2 120
실시예 9
Figure pat00049
 4.3 5.3 3.9 110
실시예 10
Figure pat00050
 4.4 5.5 3.9 140
실시예 11
Figure pat00051
 4.7 5.7 3.8 150
비교예 3
Figure pat00052
 4.6 4.7 3.2 75
비교예 4 NPB 5.2 4.4 2.7 60
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물.
    <화학식 1>
    Figure pat00053

    상기 화학식 1에서,
    R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 표시된 화학식 2로 표시되는 기이고,
    하기 화학식 2로 표시되는 기가 아닌 R1 내지 R4 및 R5 내지 R18은, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬; 치환 또는 비치환된, 적어도 하나의 메틸렌이 직접 인접하지 않도록 O 또는 S로 치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐; 치환 또는 비치환된, 적어도 하나의 메틸렌이 직접 인접하지 않도록 O 또는 S로 치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알키닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아릴알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로-시클로알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로-알케닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시;이고, 단, R9 내지 R18이 질소가 포함된 CN 또는 나이트릴가 아니고, 하기 화학식 2로 표시되는 기가 아닌 R1 내지 R4 및 R5 내지 R18 중 인접한 두 개는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고,
    R9 내지 R18 모두가 수소인 경우는 배제된다.
    <화학식 2>
    Figure pat00054

    상기 화학식 2에서,
    Ar1 및 Ar2는, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로아릴이고,
    Ar1 및 Ar2는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
  2. 제1항에 있어서,
    하기 화학식 1a 또는 하기 화학식 1b로 표시되는
    화합물.
    <화학식 1a>
    Figure pat00055

    <화학식 1b>
    Figure pat00056

    상기 화학식 1a 및 상기 화학식 1b에서,
    R9 내지 R18은, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬; 치환 또는 비치환된, 적어도 하나의 메틸렌이 직접 인접하지 않도록 O 또는 S로 치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐; 치환 또는 비치환된, 적어도 하나의 메틸렌이 직접 인접하지 않도록 O 또는 S로 치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알키닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아릴알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로-시클로알킬; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로-알케닐; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시;이고, 단, R9 내지 R18이 질소가 포함된 CN 또는 나이트릴가 아니고, 상기 R9 내지 R18 중 인접한 두 개는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고,
    R9 내지 R18이 모두 수소로 이루어진 군으로부터 선택된 경우는 배제되고,
    Ar1 및 Ar2는, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴이고,
    Ar1 및 Ar2는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
  3. 제2항에 있어서,
    R9 내지 R18 중 적어도 하나는, 메틸, 에틸, 이소프로필, 터트-부틸, 페닐, 4-톨일, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 다이메틸아미노, 메틸에틸아미노, 다이에틸아미노, 다이페닐아미노 또는 페닐메틸아미노인
    화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    R11, R12, R14 및 R17의 적어도 하나는, 메틸, 에틸, 이소프로필, 터트-부틸, 메톡시, 페닐 또는 4-톨일인
    화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 화학식 중 어느 하나로 표시되는
    화합물.
    Figure pat00057

    Figure pat00058

    Figure pat00059

    Figure pat00060

    Figure pat00061

    Figure pat00062

  6. 애노드 (anode) 및 캐소드 (cathode) 사이에 위치하는 1층 이상의 유기층을 포함하는 유기 발광 소자이고, 상기 유기층은 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유기층은 정공주입층, 정공수송층, 정공수송보조층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
    유기 발광 소자.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기층은 정공수송층, 정공수송보조층, 발광층 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인
    유기 발광 소자.
  9. 제6항에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 제품.
  10. 제9항에 있어서,
    광전자기기, 의약, 바이오테크, 섬유, 조명기기, 전자 사진 광수용기, 광전 변환기,　유기　태양 전지, 스위칭 소자,　유기　발광　전계 효과 트랜지스터, 이미지 센서 또는 색소 레이저 분야에 적용되는
    제품.
KR1020200180813A 2020-07-24 2020-12-22 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 KR20220013292A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20200092290 2020-07-24
KR1020200092290 2020-07-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220013292A true KR20220013292A (ko) 2022-02-04

Family

ID=75031310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200180813A KR20220013292A (ko) 2020-07-24 2020-12-22 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20220013292A (ko)
CN (1) CN112552190B (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024136448A1 (ko) * 2022-12-20 2024-06-27 주식회사 로오딘 신규한 다기능 화합물 및 이를 포함하는 유기발광다이오드
WO2024136451A1 (ko) * 2022-12-20 2024-06-27 주식회사 로오딘 유기발광다이오드
WO2024136446A1 (ko) * 2022-12-20 2024-06-27 주식회사 로오딘 유기발광다이오드

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114075117B (zh) * 2021-06-04 2023-07-21 陕西莱特迈思光电材料有限公司 一种有机化合物以及使用其的电子元件和电子装置
EP4380338A1 (en) * 2021-07-27 2024-06-05 Lordin Co., Ltd Organic light-emitting diode

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101857518B1 (ko) * 2015-05-08 2018-05-15 머티어리얼사이언스 주식회사 유기전계발광소자
KR101695270B1 (ko) * 2015-11-17 2017-01-12 머티어리얼사이언스 주식회사 스파이로형 유기 재료 및 이를 이용한 유기전기발광소자
CN110950763A (zh) * 2019-11-04 2020-04-03 苏州久显新材料有限公司 螺苯并蒽酮类衍生物和电子器件

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024136448A1 (ko) * 2022-12-20 2024-06-27 주식회사 로오딘 신규한 다기능 화합물 및 이를 포함하는 유기발광다이오드
WO2024136451A1 (ko) * 2022-12-20 2024-06-27 주식회사 로오딘 유기발광다이오드
WO2024136446A1 (ko) * 2022-12-20 2024-06-27 주식회사 로오딘 유기발광다이오드

Also Published As

Publication number Publication date
CN112552190B (zh) 2024-08-09
CN112552190A (zh) 2021-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102041137B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR102204000B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
CN112552190B (zh) 新型有机化合物和包括该新型有机化合物的有机发光二极管
KR20180127918A (ko) 유기화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR102671576B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR101879232B1 (ko) 유기전계발광소자
KR20200037732A (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
US20220112221A1 (en) Organic compound and organic electric field lightemitting device comprising same
KR101555155B1 (ko) 신규한 스피로바이플루오렌 타입 유기화합물 및 상기 유기화합물을 포함하는 유기전계발광소자
KR20210046294A (ko) 형광 재료 및 이를 포함하는 유기 발광 다이오드
KR20210043415A (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102064949B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102095449B1 (ko) 유기전계발광소자
KR20210046295A (ko) 형광 재료 및 이를 포함하는 유기 발광 다이오드
CN106458893B (zh) 新型化合物及包含其的有机发光元件
KR20190045963A (ko) 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
TW201518295A (zh) 雜環化合物及包含其之有機發光二極體
KR102654248B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR20200097584A (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR102331271B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR102245921B1 (ko) 신규한 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR20210055873A (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR101857547B1 (ko) 정공수송 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR20210050829A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190117376A (ko) 정공 수송 물질 및 이를 이용한 유기전기발광소자